rénovation de lenseignement spécifique des sciences de lingénieur pnf enseignement spécifique...
TRANSCRIPT
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
Plan de la présentation
1 – Le choix du support.
2 – Les ressources.
3 – Deux scénarios possibles…
4 – Stratégie pédagogique retenue pour la séquence.
5 – Le film de la séquence.
6 – Les centres d’intérêt.
7 – Compétences, connaissances et capacités…
8 – Ressources pédagogiques.
Académie d’Orléans-Tours :
Christian LAURENT IA IPR [email protected]
Jérôme PIETRE professeur de sciences de l’ingénieur au lycée Jacques de Vaucanson à Tours [email protected]
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
1 - Le choix du support.
Faible coût (400 euros)
« Didactisable »
Porteur de sens
Domaine peu investi
Solutions techniques simples
2 chaînes d’énergie indépendantes
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
2 – Les ressources.
Un dossier technique
Une modélisation SolidWorks
Deux modélisations Matlab
une issue modélisation simple de la chaîne de la
bande de roulement
une issue du modèle Solidworks (simMechanics)
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
3 – Deux scénarios possibles.
Une séquence centrée sur un seul support (en double
exemplaire), pour des groupes à effectif réduit…
Une séquence centrée sur plusieurs supports (tapis TC290,
pilote TP32, VAE…) pour des classes entières…
… Visant des mêmes connaissances et
capacités pour travailler des compétences
identiques
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
4 – La stratégie pédagogique retenue pour la séquence.
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
Système souhaité
Système simuléSystème réel
Activité 1 : évaluer la dépense
énergétique
4 – La stratégie pédagogique retenue pour la séquence.
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
Activité 2 : Adapter le systèmeà l’effort souhaité
Système souhaité
Système simuléSystème réel
4 – La stratégie pédagogique retenue pour la séquence.
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
1H Cours classe entière
•Cours sur les Grandeurs et énergies
•Les contexte énergétique,•Les types d’énergies•Notions de puissance et d’énergies
•Notion de travail d’une force
•Notion de rendement
1H TD classe entière
•Les élèves sont en démarche d’investigation pour évaluer les besoins énergétiques d’un joggeur à partir d’un tableau de relevés effectués sur le tapis.
•Ils doivent en déduire le rendement supposé du joggeur lors du calcul par le système à différentes inclinaisons.
3H TP ½ classe : le TC290 est disponible en 2 exemplaires :
•2 binômes travaillent sur la chaîne d’entraînement du tapis n°1, 2 autres sur le système n°2. Partie expérimentation
•2 binômes travaillent sur la chaîne d’inclinaison du tapis n°1, 2 autres sur le système n°2. Partie expérimentation
Semaine n° 1
5 – Le film de la séquence.
Séquence située en début de première (entre Toussaint et Noël)
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
1H classe entière TD
• Application calcul du rendement supposé d’une personne effectuant du « Step » à partir d’un relevé de mesure donné.
1H classe entière Éléments de cours
•Bilan des activités expérimentales
•Apport de connaissances : les fonctions de transfert et schémas fonctionnels
3H TP ½ classe : le TC290 est disponible en 2 exemplaires :
• Les mêmes binômes poursuivent la partie exploitation des mesures
• Ils préparent la partie restitution collective.
Semaine n °2
5 – Le film de la séquence.
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
Classe entière 1H00 : Restitution
•Les élèves restituent leurs travaux ( 4 binômes 4 solutions constructives…) en caractérisant les écarts et en explicitant les performances.
Classe entière 1H00 :
•Synthèse sur le comportement moteur à courant continu
•Transmission de puissance
1H30 ½ classeEVALUATION
•Application à la Chaîne d’énergie du pilote TP32
1H30 Autre Séquence :
•lancement
Semaine n °3
5 – Le film de la séquence.
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
6 – Les centres d’intérêt.
Les activités proposées porteront sur le CI2 et le CI5
Point de vue Centres d’intérêt
Système souhaité
CI1Analyser un système fonctionnellement et structurellement.
Système réel CI2
Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances.
CI3 Analyser des constituants d’un système réel d’un point de vue structurel et comportemental.
Système simulé CI4
Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue d’évaluer les performances de la chaîne d’information.
CI5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue d’évaluer les performances de la chaîne d’énergie.
Les centres d’intérêts proposés dans le document d’accompagnement sont :
Point de vue Centres d’intérêt
Système réel CI2 Expérimenter et mesurer sur un système réel pour évaluer ses performances.
Système simulé CI5 Concevoir et utiliser un modèle relatif à un système en vue d’évaluer les performances de la chaîne d’énergie.
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
7 – Compétences, connaissances et capacités…
Compétences attendues Connaissances Capacités
A A3 Caractériser des
écarts
- comparer les résultats expérimentaux avec les
résultats simulés et interpréter les écarts ;
Analyse des écarts
Traiter des données de mesures (valeur moyenne, médiane, caractéristique, etc.) Quantifier des écarts entre des valeurs mesurées et des valeurs obtenues par simulation
B
B1 Identifier et caractériser les
grandeurs agissant sur un système
- choisir les grandeurs et les paramètres influents en
vue de les modéliser.
Caractéristiques des grandeurs physiques (mécaniques, électriques, thermiques, acoustiques, lumineuses, etc.)
Qualifier les grandeurs d’entrée et de sortie d’un système isolé Identifier la nature (grandeur effort, grandeur flux) Décrire les lois d’évolution des grandeurs Utiliser les lois et relations entre les grandeurs
B2. Proposer ou justifier un modèle
- associer un modèle à un système ou à son comportement ;
Chaîne d’énergie
Associer un modèle aux composants d’une chaîne d’énergie Déterminer les points de fonctionnement du régime permanent d’un actionneur au sein d’un procédé
B4. Valider un modèle
- interpréter les résultats obtenus
Grandeurs influentes d’un modèle
Modifier les paramètres d’un modèle
C C2. Mettre en œuvre
un protocole expérimental
- conduire les essais en respectant les consignes de sécurité à partir d’un
protocole fourni ;
Appareils de mesures, règles d’utilisation
Mettre en œuvre un appareil de mesure
Modèles de comportement
Analyser les résultats expérimentaux Traiter les résultats expérimentaux, et extraire la ou les grandeurs désirée(s)
D D2. Mettre en œuvre une communication
- produire un support de communication ;
Production de documents
Réaliser un document numérique
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
Compétences travailléesAnalyser Modéliser Expérimenter Communiquer
A1 A2 A3 B1 B2 B3 B4 C1 C2 D1 D2
Activité1
Séance 1 Cours sur les grandeurs et énergies X
Séance 2 TD évaluer la dépense énergétique X
Séance 3 Évaluation X
Activité2
Séance 1Activité expérimentale : Expérimentations d'une chaîne d'énergie
X X X
Séance 2Recadrage éventuel +Cours sur les fonctions de transfert
X X
Séance 3Activité expérimentale : Exploitation des mesures effectuéesPréparation de la restitution
X X X X X
Séance 4 Restitution X X X X
Séance 5
Synthèse : comportement moteur à courant continuTransmission de puissance
X
Séance 6 évaluation X X
7 – Compétences, connaissances et capacités…
Réno
vatio
n de
l’en
seig
nem
ent s
péci
fique
des
sci
ence
s de
l’in
géni
eur
Tapis de course pour joggeur
PNF enseignement spécifique des sciences de l’ingénieur Paris 27 mars 2012
Fiche de séquence (Scénario)
• Fiche de séquence (scénario)
Cours et Synthèses
• Cours Grandeurs et énergies• Synthèse Conversion d’énergie• Synthèse transmission de puissance
Activités
• 1 - Estimer la dépense énergétique• 2 Caractérisation d’une chaîne d’énergie
• Chaîne d’inclinaison• Chaîne de mise en rotation du tapis
évaluation
• Pilote TP32
8 – Ressources pédagogiques.